ZMĚNY OBSAHŮ PRVKŮ V POROSTECH SMRKU, BUKU, JEŘÁBU

Transkript

1 ZMĚY OBSAHŮ PRVKŮ V POROSTECH SMRKU, BUKU, JEŘÁBU A BŘÍZY V PRŮBĚHU ROKU Řešitel: Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, Jíloviště-Strnady Doba řešení: Řešitelský kolektiv: Vít Šrámek, Radek ovotný, Bohumír Lomský, Michal Maxa, Lukáš euman, Věra Fadrhonsová Zaměření Cílem opakovaných analýz listů a jehličí na vybraných lokalitách bylo určit pohyb živin a mikroprvků v průběhu roku, rozdíly v jejich koncentracích a stanovit nejistoty, které vznikají, jsou-li vzorky odebírány mimo optimální odběrové období. Optimum pro odběr vzorků je u neopadavých jehličnanů po ukončení vegetačního období v říjnu až listopadu, u listnatých dřevin a modřínu na přelomu srpna a září, kdy jsou listy plně vyzrálé a ještě nedochází k jejich senescenci. V řadě případů je však z praktických důvodů (jako je náhlé akutní poškození neznámého původu, nebo nutnost rychlé přípravy revitalizačních opatření) potřebné provést odběry a analýzy i v průběhu vegetačního období. Výsledky tohoto projektu měly ukázat, nakolik lze výsledky analýz prováděných v těchto případech považovat za relevantní. Projekt byl řešen pro porosty smrku, buku, jeřábu a břízy v oblasti Jizerských hor (LS Frýdlant) celkem ve třinácti porostech: V desetiletém, čtyřicetiletém a dospělém porostu smrku bez příznaků poškození (označení SM+1, SM+4, SM+8) V desetiletém, čtyřicetiletém a dospělém porostu smrku s příznaky nedostatečné výživy hořčíkem žloutnutím (označení SM-1, SM-4, SM-8) V desetiletém, třicetiletém a dospělém porostu buku (označení BK1, BK3, BK8) V desetiletém a třicetiletém porostu břízy (označení BR1, BR3) V desetiletém a třicetiletém porostu jeřábu (označení JR1, JR3) Odběrové lokality pro smrk, jeřáb a břízu se nacházely v souboru lesních typů 7K, bukové porosty v SLT 6K. a všech lokalitách se odběry asimilačních orgánů prováděly v roce 23. U smrku se odebíraly jednou měsíčně dva ročníky jehličí a od května byl odebírán také třetí, nově rašící ročník jehličí. V měsících se sněhovou pokrývkou (III, IV, XII, II) se z technických důvodů odebíraly vzorky pouze z desetiletých a čtyřicetiletých porostů. avíc byly v květnu a červnu, tedy v měsících intenzivního rašení odebírány vzorky v cca 14-denním intervalu. Bukové listy se začaly odebírat 7.5., u třicetiletého porostu až v termínu (pozdější rašení). a rozdíl od smrkových porostů byly v září provedeny dva odběry vzorků, které charakterizují průběh obsahů živin v období senescence a žloutnutí listů. Odběry v porostech jeřábu a břízy byly zahájeny 22.5., dále probíhaly ve stejných termínech jako u buku.

2 Meteorologické podmínky extrémně suchého roku 23 ovlivnily i vývoj obsahů živin v asimilačních orgánech. Z tohoto důvodu pokračovaly v roce 24 odběry ve dvou smrkových čtyřicetiletých porostech (SM+4, SM-4). Z porostů byly v období od března 23 do října 23 odebírány jednou měsíčně vzorky posledních dvou ročníků jehličí. Od června byl odebírán i třetí, nově rašící ročník. [mm] V VI. Suma srážek 1-VII. 1-VIII. 1-IX. 1-X. V rámci řešení projektu byly také na všech sledovaných lokalitách odebrány a analyzovány vzorky humusu a svrchní minerální půdy na počátku (V) v průběhu (VII) a na konci (X) vegetační sezóny, které poskytly určité informace o vývoji chemických parametrů lesních půd v průběhu vegetačního období. Součástí řešení bylo také zhodnocení analytických metod užívaných pro stanovení prvků v rostlinných materiálech a v půdách, doporučení vhodných analytických postupů a také přehled limitních hodnot obsahu prvků v asimilačních orgánech lesních dřevin a v lesních půdách. VÝSLEDKY ŘEŠEÍ Rok 23 byl výrazně suchý, proto byly u dvou porostů provedeny analýzy i v následujícím roce. Z výsledků opakovaných analýz prvků ve dvou smrkových porostech je patrné, že přes suché období v druhé polovině července a v srpnu 24 byl vývoj obsahů jednotlivých prvků plynulejší a dával zřejmě lepší představu o obecném průběhu. Přesto se podle předložených dat jeví jako pravděpodobné, že suchem z roku 23 byly ovlivněny i výsledky z následujícího roku ani ne tolik v průběhu roku, jako spíše v absolutních hodnotách obsahu jednotlivých prvků. Řešení umožňuje stanovení následujících závěrů: Požadavky na odběry vzorků asimilačních orgánů ve standardních termínech jsou oprávněné a pokud je to možné, musí být dodržovány. U smrku jde o odběry po ukončení vegetace v říjnu až listopadu v tomto období je záruka ustálenosti živin v jednotlivých ročnících. Z výsledků vyplývá, že ještě v průběhu září mohou být hodnoty některých prvků rozkolísané. U listnatých dřevin jsou standardní termíny [%] 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, BR BR 1 let BR 3 let [%] 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, 22-VI. 22-VII. 22-VIII. 22-IX. 22-VI. 22-VII. 22-VIII. 22-IX. JR JR 1 let JR 4 let Vývoj obsahu dusíku v listech břízy a jeřábu v průběhu roku 23.

3 odběrů v průběhu srpna až září, tak aby byly odebírány plně vyvinuté listy bez příznaků senescence. Dosažené výsledky naznačují, že optimální doba odběrů je druhá polovina srpna, odběry by měly být ukončené v polovině září. Ve druhé polovině září mohou mít listy i bez příznaků senescence snížené obsahy některých živin. V období vhodném k odběru jsou obecně vyšší změny obsahů prvků u listnatých dřevin informace z jednoho odběru je tak méně přesná, než u smrku. Optimální doba pro odběry půd je od poloviny září do konce října (v listopadu je komplikována spíš meteorologickými podmínkami. V jarním (květen) období měly některé prvky výrazněji odlišné obsahy od podzimního období. Otázkou ovšem je, zda to nebylo způsobeno suchem v roce 23. V hlavní vegetační sezóně dochází k rychlejším přeměnám humusu a patrně i k obohacování svrchních minerálních horizontů uvolněnými látkami u řady prvků jsou tak letní obsahy vyšší. ph je v průběhu roku poměrně stabilní V.3 VI.3 VII.3 VIII.3 IX.3 X.3 A K [mg/kg] -SM 1 -SM 4 -SM V.3 VI.3 VII.3 VIII.3 IX.3 X.3 A Ca [mg/kg] BK 1 BK 3 BK 8 Vývoj obsahu draslíku v minerálu žloutnoucích smrkových porostů, vývoj obsahu vápníku v minerálu bukových porostů Z analýz odebraných ve vegetačním období lze, po dobrém zvážení okolností odběru, získat informaci o zásadních nedostatcích ve výživě některými prvky, případně o poškození způsobeném některými imisními látkami. Porosty s dobrou výživou se mohou v průběhu roku dostat pod hranici deficience, ale nikoliv do kritických hodnot, které mají porosty se závažným narušení výživy (zde jsou navíc změny v obsahu deficitních živin v průběhu roku minimální) Mg SM VIII. Mg SM 4 (-) Vývoj obsahu hořčíku ve čtyřicetiletém smrkovém porostu bez příznaku deficience a ve žloutnoucím smrkovém porostu [mg.kg -1 ] křivky charakterizují vývoj v I. (23), II. (22) a III. (21) ročníku jehličí ejrizikovější období pro hodnocení výživy a zátěže porostů na základě listových analýz začíná několik týdnů před rašením porostů a trvá po dobu prodlužovacího růstu asimilačních orgánů tedy zhruba do konce června. V tomto období nastávají největší výkyvy v obsazích živin. U smrkových porostů je i v takových případech hodnocení snáze proveditelné podle obsahů ve starších ročnících s menší dynamikou. U listnáčů

4 je téměř nemožné s výjimkou např. zcela extrémních (řádově odlišných) koncentrací zátěžových prvků, či zcela minimálních obsahů živin. 2, 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1, 3,83 2,73 SM Vývoj obsahu dusíku ve čtyřicetiletém smrkovém porostu bez příznaku deficience [%] a fosforu v bukových porostech [mg.kg -1 ]. [mg.kg -1 ] V. 18-VI. 2-VII. 16-VII. 3-VII. 27-VIII. 1-IX. 24-IX. P BK BK 1 BK 3 BK 8 V mladých, intenzivně rostoucích a nepoškozených porostech je výraznější dynamika obsahů živin v průběhu roku. Často zde během vegetačního období dochází k zásadním výkyvům oběma směry, které hodnocení znesnadňují. 2, 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1, 3,19 2,33 SM Vývoj obsahu dusíku v desetiletém a osmdesátiletém porostu smrku bez příznaku deficience [%] křivky charakterizují vývoj v I. (23), II. (22) a III. (21) ročníku jehličí. 2, 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1, 2,75 SM Velmi nízká dynamika obsahu prvků je naopak v porostech s nedostatečnou výživou. Kriticky nízké koncentrace lze tedy prokázat i v průběhu vegetační sezóny Ca SM VIII. Ca SM 4 (-) Vývoj obsahu vápníku ve čtyřicetiletém smrkovém porostu bez příznaku deficience a ve žloutnoucím smrkovém porostu [mg.kg -1 ] křivky charakterizují vývoj v I. (23), II. (22) a III. (21) ročníku jehličí. Hodnocení hlavních živin a zátěžových prvků Dusík ( ) V roce 24 byl chod jeho obsahů ve smrkovém jehličí poměrně plynulý. V roce 23 byly obsahy naopak poměrně proměnlivé. Dusík se v pletivech chová velmi dynamicky a jeho obsahy se mění nejenom v závislosti na fázi vývoje asimilačních orgánů, ale i v závislosti na řadě dalších faktorů, jako je průběh počasí, napadení škůdci, ozářenost apod. Proto doporučujeme jeho hodnocení pouze v podzimních měsících. U listnáčů lze předpokládat vyvážený obsah ve druhé polovině srpna.

5 V humusu i minerální půdě jsou obsahy rovněž proměnlivé a záleží na procesech jeho uvolňování z humusových látek. Dostupnost pro dřeviny je přitom závislá na poměru dusičnanové a amonné iontové formy v půdním roztoku. Doporučujeme hodnotit spíše poměr dusíku v humusu k uhlíku, fosforu či bazickým prvkům a hodnotit výživu tímto prvkem podle analýz asimilačních orgánů. Fosfor ( P ) Během vegetačního období ho lze hodnotit jen s obtížemi. U smrku nelze ještě srpnové hodnoty považovat za vyrovnané (u buku, břízy a jeřábu již ano). V letním období se dostávají pod hranici deficience obsahy fosforu i v porostech, kde by v říjnovém odběru byly těsně nad ní. Obsah fosforu v půdě během roku 23 klesal v humusu i ve svrchním minerálu. Je otázkou, zda tento efekt nebyl způsoben suchem v roce 23. Draslík ( K ) Obsahy tohoto prvku se v žádném ze sledovaných porostů nedostaly během roku pod hranici deficience. I přes změny v průběhu vegetačního období by tedy bylo možné zjistit zásadní nedostatek tohoto prvku ve smrkových porostech podle obsahů ve starších ročnících jehličí. U buku je to možné až od přelomu června a července, v porostech jeřábu a břízy ještě o měsíc později. Stejně jako u fosforu, také obsah draslíku v půdě v průběhu roku 23 klesal. Vápník ( Ca ) U smrku je možné pouze hodnocení v mimovegetačním období a to pouze v prvním ročníku jehličí. V průběhu vegetace nelze potvrdit ani výraznější deficience, neboť nově narůstající ročníky jehličí mají obsahy přirozeně nízké, ve starších ročnících naopak dochází k dlouhodobé kumulaci Ca. V bukových porostech lze hodnotit již v průběhu července. V porostech náhradních dřevin lze doporučit analýzy od počátku července nejpozději do konce srpna poté hodnota obsahu vápníku rychle stoupá. V humusu i v minerálních půdách byl obsah vápníku stabilní v květnových i říjnových odběrech. Hořčík ( Mg ) U smrkových porostů se závažným nedostatkem tohoto prvku je nízká dynamika obsahů během vegetační sezóny. U porostů bez příznaků deficience obsah Mg ani v průběhu rašení nesahá významněji pod limit 7 mg.kg -1. Závažný nedostatek lze tedy zjistit analýzou starších ročníků jehličí (obsahy okolo 4 mg.kg -1 ). I pro posuzování výživy v mimovegetačním období se jako závažná informace jeví obsah Mg ve druhém ročníku jehličí. V bukových porostech byly obsahy hořčíku vyrovnané již v odběru z poloviny července, v porostech náhradních dřevin již od konce června. V minerální půdě byl obsah hořčíku stabilní v květnových i říjnových odběrech. V humusu naopak byly obsahy Mg i dynamika jejich průběhu značně rozkolísané. Síra ( S ) Významná imisní poškození sirnými látkami lze identifikovat i během vegetačního období u smrku analýzou starších ročníků jehličí (obsahy nad 2 mg.kg -1 ), u listnatých porostů od druhé poloviny června (od cca 4 mg.kg -1 ).

6 Fluor ( F ) Obsahy fluoru vykazovaly během vegetačního období spíše nižší hodnoty, než v klidové sezóně. Pro jeho identifikaci jako zátěžového prvku je tedy možné využít i čerstvě narůstající asimilační orgány, kde je sice na jednu stranu jeho obsah přirozeně nižší, na druhou stranu jsou ovšem náchylné k rychlejší sorpci fluoru. Totéž platí i pro buk, břízu i jeřáb. Chlór ( Cl ) Obsahy chloru je možné během vegetačního období s určitou opatrností hodnotit pouze ve starších ročnících smrkového jehličí, kde nemá tak výraznou dynamiku. U bukových porostů lze hodnotit jeho obsahy až od července, v předchozích měsících může být hodnocen jako zátěžový prvek pouze při několikanásobném překračování limitních hodnot. U břízy a jeřábu nejsou obsahy chloru v rašících listech přirozeně zvýšené, lze je tedy využít pro hodnocení zátěže již v jarních měsících.